Aplicação de técnicas de paralelização de programas usando OpenMP na solução numérica da equação de transporte de nêutrons

Abstract

Neste trabalho foi realizado um estudo de estrat egias de paraleliza c~ao para m etodos que resolvem numericamente a equa c~ao de transporte de n^eutrons em dom nio unidimensional, monoenerg etica, estacion aria, com espalhamento isotr opico, em meio homog^eneo e com uma fonte xa. Foram estudados o Source Iteration, Diffusion Synthetic Acceleration, Coarse Mesh Finite Di erences e o M etodo Anal tico de Ordenadas Discretas. As vers~oes paralelas, desenvolvidas utilizando OpenMP, foram obtidas a partir das vers~oes sequenciais dos c odigos, implementadas em Fortran 95. O objetivo deste trabalho e escrever vers~oes paralelas que sejam executadas em menor tempo de que as vers~oes sequenciais, pelo menos a partir de algum tamanho de problema. Ganhos de tempo para os m etodos Source Iteration, Di usion Synthetic Acceleration e Coarse Mesh Finite Di erences foram relatados em torno de 20% para problemas heterog^eneos, chegando a registrar ganhos de mais de 50% em problemas homog^eneos. A vers~ao paralela do m etodo anal tico de ordenadas discretas chegou a apresentar 88% de ganho, registrando um speedup superlinear para um problema homog^eneo.

This work is a study about parallelization strategies for methods that numerically solve the neutron transport equation, for an one dimensional domain, one energy group, steady state, isotropically scattering with a xed source. The studied methods were the Source Iteration, the Di usion Synthetic Acceleration, the Coarse Mesh Finite Di erences and the Analytical Discrete Ordinates. The code's parallel versions were developed using OpenMP from the sequential versions, implemented in Fortran 95. The main goal of this work was to write parallel versions that would run in less time than the sequential ones, at least from a certain size of problem on. As for the running times, gains were registered around 20% for the Source Iteration, the Di usion Synthetic Acceleration and the Coarse Mesh Finite Di erences solving a one-region problem, reaching up to 50% in multi-regions problems. The parallel version for the Analytical Discrete Ordinates attained an 88% gain in a one-region problem, which is a super-linear speedup.